通过识别深层承压含水层的适应性措施可持续地下水管理

缓解干旱有不同的方法。如上所述，这些方法可以通过综合管理地表水和地下水或利用深层地下水来预防承压含水层应该在灾难发生前确定。重要的考虑是确定的潜在含水层被评估为抗干旱采用地质、水文地质、地球物理和同位素方法。

教科文组织(2003年)最近成立了一个名为紧急情况下地下水专家组，以制定在紧急情况下减轻地下水问题的准则。该小组的目标是研究在洪水、干旱、地震、滑坡等紧急情况下在地下水供应和管理方面应采取的措施。联合国教科文组织(2003年)的建议之一是确定在极端事件期间能够产生大量和高质量地下水的含水层。全世界都在努力完成这一任务。

下面以印度南部的Neyveli含水层为代表的地下水资源体，作为缓解干旱的一个实例进行讨论。本例的目的是说明如何以及为什么这种受限含水层可以被认为对气候适应有用。raybet雷竞技最新这种选择或鉴定的重要标准是:(i)水文地质;(ii)地下水在时间和空间上的动态;充放电区域的特征;(iv)地下水年龄跨度大，从现代到>3万年BP。讨论这些要点是为了说明Neyveli含水层的有用性。

研究区区域水文地质

Neyveli含水层位于印度东海岸金奈(原马德拉斯)以南约200公里处(11°15′-11°50′，79°10′-79°50′;图5).平均雨量

最近

三级0

^ - ^补给边界(nlc)补给边界(gsi)栖息含水层区

图5所示。Neyveli地下水盆地地质图。

cc z

在面积上约为1200毫米。图5中A-A'地质断面如图6所示。上中新世厚沉积层，主要为Cuddalore砂岩，在不受限和受限条件下可作为良好的含水层。广泛的粘土层和厚的褐煤层(8-16米)是限制条件的原因(图6)。含水层受到了平均应力地下水开采速率7000 m3/h，便于露天开采褐煤。这导致在矿区周围形成了一个锥体洼地。地下水存在于潜水、半密闭和密闭条件下。14C和3H的测量，正如后面讨论的那样，导致了一个NE-SW方向的区域作为补给区。在密闭条件下，褐煤层下有上下两层含水层。虽然这两个含水层被粘土层隔开，但它们被限制并作为一个单一的水力单元。下部和上部承压含水层的电位面高度最初大致相同，因此有理由将它们视为一个单一单元。1961年7月开始，露天开采褐煤需要通过泵送降低液压。在过去的45年里，含水层一直在被持续抽取。

传说

•取样井位置褐煤田边界

^未校正的14C年龄等铬/[可变间隔]

图7所示。放射性碳等时线的系统横向分布(1985年采样)。

传说

•取样井位置褐煤田边界

图8所示。深部承压含水层S18O (%<> SMOW)与未校正14C年龄图。

未经校正的14C年龄(103 yr bp) -»

图8所示。深部承压含水层S18O (%<> SMOW)与未校正14C年龄图。

补给区域的划分

其中一个突出的问题在理解地下水系统Neyveli含水层的研究已经确定了这样一个强大的自流含水层的补给区域。这个问题除了可以用传统的水文地质方法来解决外，还可以通过测量氚、14C、

图9所示。Neyveli地下水盆地S13C与未校正14C年龄图

0 4 8 12 16 20 24 28 >32未校正的t4C年龄(103yrbp) -►

图9所示。Neyveli地下水盆地S13C与未校正14C年龄图

813C和S18O。为此目的，在1985年和1991年的两次运动中分析了从50米深的井中收集的大约60个地下水样本。其基本思想是不仅要研究同位素组成的空间变化，而且还要研究时态变化．

图10所示。(a) Neyveli含水层的地下水凹陷锥主要局限于矿区。(b) 1986年至1990年Neyveli含水层的压位差(米)。

图10所示。(继续)

地下水放射性碳年龄

在计算14C年龄时，我们假设地下水中初始活度为100%现代碳(pmc)，并将14C的半衰期设为5730 + 40年。100 pmc的初始活动性证明了最年轻的热核氚地下水的14C浓度为> 100 pmc。14C年龄是在活塞流动模型上计算的，该模型具有明显的补给面积(Bath et al. 1979)。图7显示了基于1985年采样的放射性碳等时线的系统横向分布。综合考虑同位素、地球化学和水文地质因素，圈定了内维利承压含水层补给区。图7所示为圈定的东北向西南的补给区。划定的补给区域的井显示了热核氚的存在，以及表明现代时代的放射性碳。从这一区域往东，开采承压含水层的井中氚含量较低，14C年龄在流向上呈逐渐增大的趋势。14C年龄从补给区到放电区系统的横向增加从现代到> 30,000年BP。除这些同位素外，在确定的补给区域，813C和氯化物显示出较低的值(分别为- 23至- 27%和10至30 mg/l)。 This investigation indicates clearly that the confined aquifer, though very large, has modern recharge feeding in its recharge area for sustenance during drought periods.

古气候特征raybet雷竞技最新

根据同位素和地球化学观测(Sukhija et al. 1998)，推断出Neyveli深层封闭含水层在BP 2 ~ 12 000年间的古气候特征。图8显示了深层承压含水层S18O与未校正14C年龄的关系图。相对富集的S18O值(- 4.8 ~ - 5.3%)对应的年龄跨度为20 000 ~ 12 000年BP，包括末次冰期(18 000 + 2000年BP)。大约80raybet雷竞技最新00 ~ 12000年BP从干旱到相对湿润时期的气候转变以相当枯竭的值(- 4.5 ~ - 6.3%)为标志，这意味着地下水补给与在这一气候转变期间具有不同同位素比例的降水事件有关。全新世晚期(4000年BP)地下水818O值为

- 5.2至- 6.3%c，表明气候相当潮湿但不稳定。raybet雷竞技最新

图9显示了813c与未校正14C年龄的关系。在这里，相对富集的813C值(- 10 ~ - 12%c)对应的14C年龄为20 000 ~ 12 000年BP，包括最后一个冰期，归因于生长和主导C4植物显示干旱的气候raybet雷竞技最新在这段时间内。在BP 12 000年至8000年期间，818O对14C的类似趋势是813C(- 9.5到14C)的相当消耗趋势

- 17%c)表示植被在C3通路的碳固定．在BP开始的4000年里，813C从- 13%到- 20%的进一步消耗表明了丰度C3植物物种。因此，Neyveli含水层保存了气候变化的非常清晰的特征。raybet雷竞技最新

Neyveli含水层的弹性

Neyveli含水层的弹性性质通过不断抽取含水层进行了测试。由于含水层特有的补给面积，承压含水层获得了约110立方米/年的大量自然补给(Sukhija et al. 1996b;Rangarajan et al. 2005)。含水层也被研究了压力头的变化。从图10a和图b可以看出，虽然连续抽油量很大，但凹陷锥主要局限在矿区。最大压头差约为10至12米，在含水层顶部压差不超过几米。同样，由于氯化物是一种保守示踪剂，通过氯化物的变化来研究含水层的质量变化。

图11a显示了基于深层地下水氯化物浓度的等氯线(1985年)。1985年补给区氯化物浓度为10 ~ 30 mg/l，向东南方向有系统增加，为地下水

图11所示。基于Neyveli含水层深层地下水氯浓度(mg/l)的等氯化物(1985):(a) 1985年:(b) 1991年。

图11所示。(继续)

向东南方向移动。在1991年(图11b)，等绿线的总体趋势除了东北和东南的局部扰动外保持相似。因此，含水层的某些部分质量发生了一些变化，但含水层的整体质量没有发生明显变化，说明含水层具有弹性。

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